Kasveissa tuotettu rokote porsaiden vieroitusripuliin

Authors

• Jussi Joensuu Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto
• Frank Verdonck Laboratory of Veterinary Immunology, Gent University, Belgium
• Andrea Ehrström Kotieläintieteen laitos, PL 28, 00014 Helsingin yliopisto
• Minna Peltola Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto
• Hilkka Siljander-Rasi MTT, Sikatalous, Tervamäentie 179, 05840 Hyvinkää
• Anna Maria Nuutila VTT Biotekniikka, PL 1500, 02044 VTT
• Kirsi-Marja Oksman-Caldentey VTT Biotekniikka, PL 1500, 02044 VTT
• Teemu Teeri Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto
• Eric Cox Laboratory of Veterinary Immunology, Gent University, Belgium
• Bruno Goddeeris Laboratory of Veterinary Immunology, Gent University, Belgium
• Viola Niklander-Teeri Soveltavan biologian laitos, PL 27, 00014 Helsingin yliopisto

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.76670

Keywords:

F4 (K88) fimbria, enterotoksinen Escherichia coli, syötävä rokote, sinimailanen, porsas

Abstract

Enterotoksiset Escherichia coli-kannat (ETEC) ovat yleisiä porsas- ja sikaripulin aiheuttajia maailmanlaajuisesti. Vieroitusvaiheessa (3-5 viikon iässä) porsaiden vastustuskyky on heikoimmillaan, koska imetyksen mukana ternimaidosta saadut vasta-aineet vähenevät ja porsaiden oma vasta-aineiden tuotto on vasta alkamassa. Tällöin haitalliset suolistopatogeenit (bakteerit tai virukset) pääsevät helposti kolonisoimaan ohutsuolen ja aiheuttamaan ripulin. Ripuli aiheuttaa paitsi turhaa kärsimystä porsaille, myös tuotannon heikkenemistä kasvun hidastuessa ja ääritapauksissa porsaskuolemia. Hygienian, kasvatusolosuhteiden ja ravinnon korkea taso ovat ensisijaisen tärkeitä pyrittäessä ehkäisemään ripulisairauksien puhkeamista, mutta usein joudutaan myös turvautumaan yksittäisten eläinten rokottamiseen tai antibiootteihin. Antibioottien käyttöä pyritään nykyään yleisesti rajoittamaan, sillä niiden leviäminen ympäristöön johtaa väistämättä antibiooteille vastustuskykyisten bakteerikantojen kehittymiseen. Vieroitusripulin ehkäisemiseksi kaivataankin uusia, sekä inhimillisesti, taloudellisesti että ajankäytöllisesti parempia keinoja. Kasvibiotekniikka mahdollistaa porsaiden ripuliongelman ehkäisemisen uudella tavalla. Rehukasveissa voidaan tuottaa ns. syötäviä kasvirokotteita, jotka aktivoivat elimistön oman puolustusjärjestelmän (immuunivasteen), minkä seurauksena eläin välttyy tietyn patogeenin aiheuttamalta taudilta. Tässä työssä olemme siirtogeenitekniikan avulla tuottaneet sinimailasessa ETEC bakteerin F4 fimbrian tartuntaproteiinia (FaeG). Tämä rokoteproteiini kohdennettiin viherhiukkasiin, jolloin siirtogeeniset sinimailaset tuottivat sitä 1% liukoisesta proteiinistaan. Kasvissa tuotettu rokoteproteiini todettiin kestäväksi ja se säilyi muuttumattomana kuivatussa sinimailasmateriaalissa ainakin kahden vuoden ajan. Porsaskokeessa vierotetuille porsaille annettiin rokoteproteiinia sisältävää sinimailasta. Kasvissa tuotettu rokoteproteiini sai porsaissa aikaan heikon F4-spesifisen seerumin vastaainereaktion, jota pystyttiin vahvistamaan, kun rokoteproteiinin tehostajana käytettiin koleratoksiinia. Kun koeporsaat altistettiin patogeenisellä F4+ ETEC-kannalla, koleratoksiinilla tehostettu rokoteproteiini pystyi myös vähentämään ulosteessa erittyvien ETEC-bakteerien määrää merkittävästi verrattuna kontrolliryhmään, joka oli käsitelty ei-siirtogeenisellä sinimailasella. Tulokset osoittavat, että kasvissa tuotettu FaeG rokoteproteiini käynnistää porsaissa F4-vasta-ainetuotannon ja vähentää F4+ETEC-infektion vakavuutta.